Файл: Роль метрологии, стандартизации и сертификации.pdf

1
РОЛЬ МЕТРОЛОГИИ, СТАНДАРТИЗАЦИИ И СЕРТИФИКАЦИИ
Метрология, стандартизация и сертификация – это комплексная дисциплина.
Здесь все взаимосвязано и одинаково важно.
Экономическое состояние государства во многом зависит от международной торговли. Международные рынки требуют соответствия продукции определенным требованиям. Требования, как показывает международная практика, наиболее часто закладываются в стандартах.
Продукция изготавливается в соответствии со стандартами, а оценка соответствия обеспечивается с помощью сертификации, основывающей свои заключения на результатах испытаний и измерений, входящих в сферу деятельности по метрологии. Таким образом, как показывает международный опыт, система стандартов и система оценки соответствия являются необходимыми элементами для поставки на рынок востребованной, качественной, безопасной продукции и базовыми элементами в области технического регулирования.
Реализуя соответствие изготавливаемой продукции требованиям стандартов изготовитель обеспечивает возможность выхода ее на рынок.
Основными инструментами обеспечения качества продукции и услуг являются метрология, стандартизация и сертификация.
В последние годы резко возросла роль точных и достоверных измерений во всех видах деятельности общества, непрерывно совершенствуется измерительная техника, развиваются системы аккредитации испытательных и калибровочных лабораторий и пр. что требует от тех, кто проводит измерения, глубоких знаний основ метрологии и измерительной техники и особенно практических навыков в использовании средств измерений.
Возрастает роль стандартизации в ликвидации технических барьеров между странами. Расширение масштабов торговли в сочетании со специализированным и кооперированным производством в мире невозможно без гармонизации нормативных документов, сближения технического законодательства заинтересованных государств.
Сертификация продукции, работ и услуг заключается в подтверждении их соответствия установленным требованиям и напрямую связана с их качеством.
Введение в действие от 1-го июля 2003 г. Федерального закона «О техническом регулировании» № 184-ФЗ положило начало реформе технического регулирования законодательно и направлены на создание основ единой политики в областях технического регулирования, стандартизации и сертификации, отвечающей современным международным требованиям.
Измерения являются одним из важнейших путей познания природы человеком.
Они дают количественную характеристику окружающего мира, раскрывая человеку действующие в природе закономерности. Все отрасли техники не могли бы существовать без развернутой системы измерений, определяющих как все технологические процессы, контроль и управление ими, так и свойства и качество выпускаемой продукций.
Проблемы обеспечения единства измерений, стандартизации и сертификации являются актуальными и затрагивают многие сферы экономики, права, науки и техники.

2
§ 1. ОСНОВЫ МЕТРОЛОГИИ. ЭТАПЫ ЕЕ РАЗВИТИЯ
Научные направления метрологии
Метрология – наука об измерения, методах и средствах обеспечения их единства, и способах достижения требуемой точности. Метрология зародилась в глубокой древности и используется в настоящее время во всех науках и дисциплинах.
Подсчитано, например, что ежедневно в России выполняются 200 млрд. измерений с использованием 1 млрд. средств измерений, что свыше 4 млн. человек считают измерения своей профессией, что доля затрат на измерения составляет 10–15
% от всех затрат общественного труда и что около 40 % всего объема промышленности относится к отраслям с измерительным технологическим процессом.
Метрология содержит 5 научных направлений: теоретическое, практическое, прикладное законодательное и квалиметрическое.
Теоретическая метрология изучает общенаучные основы всех элементов измерения.
Практическая метрология рассматривает вопросы связанные с применением результатов метрологических исследований в практической деятельности.
Прикладная метрология разрабатывает специальные вопросы измерений в специфических сферах метрологической деятельности, т.е. в подводном мире, космосе, спорте и т.д.
Законодательная метрология представляет собой комплекс взаимосвязанных общих правил, требований и норм, регламентируемых и контролируемых государством с целью обеспечения единства измерений и единообразия средств измерений.
Квалиметрия (от 2 греческих слов: gualis – какой по качеству и metreo – измеряю) исследует и характеризует обширную и значимую область измерений показателей качества, в т.ч. пищевых продуктов и продовольственного сырья.
2.2 Этапы развития метрологии
В истории развития метрологии выделяют 4 последовательных этапа: стихийный, научный, нормативный и стандартизационный.
Стихийный этап развития метрологии – самый продолжительный, он растянут от ее зарождения на заре цивилизации до 1891 года и характеризуется хаотичной, неупорядоченной метрологической деятельностью и накоплением информации.
О древнейшем происхождении метрологии свидетельствуют дошедшие до нас подручные, естественные и вещественные меры.
Из подручных мер широко известны: единица веса драгоцкнных камней - карат (в переводе с древнеарабского и древнеиндийского – семя боба), единица аптекарского веса – гран (в переводе с латинского – зерно), древнерусские единицы длины: пядь
(расстояние между концами вытянутых большого и указательного пальцев), косая сажень (расстояние от подошвы левой ноги до конца среднего пальца вытянутой вверх правой руки), древнеяпонская единица площади – татами (размер циновки, на которой может разместиться «средний» человек).
К естественным мерам относятся временные единицы – год, месяц, час, установленные древними вавилонямами на основе астрономических наблюдений; впоследствии 1/86400 часть среднего периода обращения Земли вокруг своей оси получила название секунды.
Примером вещественных мер служит мина – единица времени, принятая в
Вавилоне во II веке до н.э. и равная промежутку времени, за который из водяных часов

3 вытекает около 500 г воды; мина соответствует приблизительно 2 астрономическим часам и является прародительницей современной минуты.
Первые зачатки организованной метрологической деятельности появились на
Руси. Так, «золотой пояс» великого князя Святослава Ярославовича (1070 г.) служил образцовой мерой или эталоном длины; Двинская грамота царя Ивана Грозного (1550 г.) регламентировала порядок хранения и передачи новой меры сыпучих веществ – медной осмины, которую предписывалось рассылать старостам для хранения и изготовления деревянных копий в целях повседневного использования.
Качественные сдвиги, подготовившие переход метрологии во 2 этап развития, происходят на протяжении IVIII и IIX веков:
• в 1725 г. основана Петербургская академия наук, которая воспроизвела единицы времени, температуры и получила копии туаза и фунта;
• в 1840 г. введена в действие во Франции метрическая система мер: в ее основе лежит единственная единица – метр, равный 1/40 000 000 части земного меридиана, проходящего через Париж;
• в 1842 г. на территории Петропавловской крепости в специально построенном здании открыто первое централизованное учреждении России – Депо образцовых мер и весов, призванное хранить отечественные и иностранные эталоны и их копии, изготавливать и сличать новые эталоны;
• в 1849 г. опубликован первый на русском языке учебник Ф.И. Петрушевского
«Общая метрология», обобщивший все накопленные к тому времени сведения в области метрологической деятельности.
Научный этап развития метрологии длился с 1892 по 1917 гг. и в этот период метрология становится в число точных естественно-научных дисциплин. В связи с большой работой проделанной Д.И. Менделеевым для развития метрологической деятельности этот этап также называют «менделеевским».
Нормативный этап развития метрологии существовал с 1918 по 1945 гг. и проявился метрологической деятельностью, основной на нормативной документации различного уровня.
Стандартизационный этап развития метрологии начинается в 1946 г. и продолжается по настоящее время. Он характеризуется повсеместным внедрением стандартизации, как главной организационно-правовой формы обеспечения единства измерений.
27 апреля 1993 г. принят Закон РФ «Об обеспечении единства измерений» в котором управление метрологической деятельностью переходит от административного к законодательному и адаптируется Российская система измерений к мировой системе измерений.
§ 2. ЭЛЕМЕНТЫ ИЗМЕРЕНИЯ
Измерение формируется из 10 составляющих элементов: объекта измерения, измеряемой величины, единицы измерения, средства измерения, принципа измерения, метода измерения, методики измерения, условий измерения, результата измерения и погрешности измерения.
Объект измерения – физическое тело, система, процесс или явление окружающего мира, характеризующиеся одной или несколькими измеряемыми величинами, или параметрами, например, отпускаемый продукт, у которого

4 определяют массу или объем; товар, у которого исчисляют стоимость цену; работа, продукция или услуга, у которых контролируют качество и т.д.
Алгоритм измерения – точное предписание о порядке выполнения операций, обеспечивающих измерение физической величины.
Измеряемая величина, параметр – общепринятая или законодательно установленная характеристика, или мера, одного из свойств объекта измерения, общая для них в качественном аспекте и одновременно индивидуальная в количественном отношении. Измеряемые величины обладают 2 качественными и 2 количественными характеристиками:
• вид – первичная качественная характеристика измеряемой величины, представленная определенным наименованием, или названием, величины без указания к какому непосредственно объекту измерения эта величина относится, например, длина, масса, температура и т.д.;
• размерность – вторичная качественная характеристика измеряемой величины, представленная символическим обозначением вида величины с помощью определенной заглавной латинской буквы, например, скорость – S; масса – M и т.д.;
• размер - первичная количественная характеристика измеряемой величины, связанная с конкретным объектом измерения и показывающая во сколько раз измеряемая величина больше или меньше, чем для другого;
• единица измерения - вторичная количественная характеристика измеряемой величины, представленная измеряемой величиной определенного фиксированного размера с единичным числовым значением и предназначенная для количественного выражения величин, например, 1 м – единица длины; 1 кг – единица массы и т.д.
Средство измерения – техническое средство или комплекс технических средств, предназначенные для измерения, имеющие нормированные метрологические характеристики и воспроизводящие одну или несколько единиц физических величин.
Принцип измерения - физические или физиологические эффекты и явления, лежащие в основе метода измерения, например, термоэлектрический, фотоэлектрический, экспертный и т.д.
Метод измерения – прием или совокупность приемов сравнения измеряемой величины с ее единицей в соответствии с выбранными принципом и средством измерения. С учетом характера используемого средства измерения все методы измерения классифицируются на: инструментальные, неинструментальные и комбинаторные.
Результат измерения – значение физической величины, полученное путем ее измерения.
Истинное значение измеряемой физической величины – это значение, идеальным образом отражающее свойство данного объекта как в количественном, так и в качественном отношении. На практике оно практически всегда неизвестно.
Действительное значение измеряемой физической величины – значение, найденное экспериментально и настолько приближающееся к истинному, что для данной цели оно может быть использовано вместо него. Действительное значение может быть получено при помощи рабочих эталонов.
Нормирующее значение Х
N
– значение, которое в большинстве случаев принимают равным диапазону показаний СИ. Если принять Х
В
за верхний предел измерения, а Х
Н
- за нижний предел измерения, то X
N
= X
B
- X
H

5
§ 3. ФИЗИЧЕСКАЯ ВЕЛИЧИНА
Все объекты окружающего мира характеризуются своими свойствами.
Свойство – философская категория, выражающая такую сторону объекта
(явления, процесса), которая обусловливает его различие или общность с другими объектами (явлениями, процессами) и обнаруживается в его отношениях к ним.
Свойство – категория качественная. Для количественного описания различных свойств процессов и физических тел вводится понятие величины.
Величина – это свойство чего-либо, что может быть выделено среди других свойств и оценено тем или иным способом, в том числе и количественно. Величина не существует сама по себе, она имеет место лишь постольку, поскольку существует объект со свойствами, выраженными данной величиной.
Идеальные величины главным образом относятся к математике и являются обобщением (моделью) конкретных реальных понятий.
Реальные величины делятся, в свою очередь на: физические и нефизические.
Физическая величина (ФВ) – это одно из свойств физического объекта, в качественном отношении общее для многих физических объектов, а в количественном
– индивидуальное для каждого из них. Физическая величина (ФВ) может быть определена как величина, свойственная материальным объектам (процессам, явлениям), изучаемым в естественных (физика, химия) и технических науках;
К нефизическим следует отнести величины, присущие общественным
(нефизическим) наукам — философии, социологии, экономике и т. д.
Физические величины подразделяются на измеряемые (которые могут быть выражены количественно в виде определенного числа установленных единиц измерения) и оцениваемые (для которых по тем или иным причинам не может быть введена единица измерения).
По наличию размерности ФВ делятся на: размерные и безразмерные.
Понятия «физическая величина» и «измерение» тесным образом связаны с понятием шкалы физической величины – упорядоченной совокупностью значений физической величины, служащей исходной основой для измерений данной величины.
Шкалы измерений
Шкалой измерений называют порядок определения и обозначения возможных значений конкретной величины или проявлений какого-либо свойства. Понятия шкалы возникли в связи с необходимостью изучать не только количественные, но и качественные свойства природных и рукотворных объектов и явлений.
Различают пять основных типов шкал:
1. Шкала наименований (классификации) основана на приписывании свойствам объектов определенных чисел, которые выполняют функцию имен. В ней отсутствуют понятия «больше», «меньше», единицы измерения и нулевое значение. Процесс оценивания в таких шкалах состоит в достижении эквивалентности путем сравнения испытуемого образца с одним из эталонных образцов (например, атлас цветов). Таким образом, шкала наименований отражает качественные свойства.
2. Шкала порядка (ранжирования) упорядочивает объекты относительно какого- либо их свойства в порядке убывания или возрастания, например, землетрясений
(шкала Рихтера), силы морского ветра (шкала Бофорта), твердости материалов (шкала
Мооса). Эти шкалы описывают уже количественные свойства. В них можно говорить лишь о том, что больше или меньше, хуже или лучше, но невозможно дать оценку, во